مایکروویو چیست و چه کاربردی دارد؟

امواج رادیویی امواج الکترومغناطیسی با حداقل انرژی، حداکثر طول موج و کمترین فرکانس هستند. امواج رادیویی عمدتاً در سیستم های ارتباطی رادیویی و تلویزیونی استفاده می شود. محدوده فرکانس امواج رادیویی 500 کیلوهرتز تا 1000 مگاهرتز است. باندهای موج کوتاه از فرکانس های بالاتر تا 54 مگاهرتز استفاده می کنند. سیستم ارتباط تلویزیونی از محدوده فرکانس 54 مگاهرتز تا 890 مگاهرتز استفاده می کند، در حالی که باند رادیویی FM از محدوده فرکانسی 88 مگاهرتز تا 108 مگاهرتز استفاده می کند.

امواج رادیویی “همه جهتی” هستند، بنابراین انتقال مستقیم و تراز آنتن ها ضروری نیست. با این حال، ماهیت همه جانبه امواج رادیویی نیز یک نقطه ضعف است زیرا هنگامی که سیگنال‌ها در محدوده فرکانسی یکسانی ارسال می‌شوند، امواج رادیویی ارسال شده توسط یک آنتن در معرض تداخل سایر آنتن‌ها قرار می‌گیرند.

برخی از تفاوت های اصلی امواج رادیویی و مایکروویو عبارتند از:

• موج رادیویی دارای انرژی کم و موج فرکانس پایین است. از طرفی مایکروویوها امواجی با انرژی و فرکانس بالا هستند.
• امواج رادیویی معمولاً از طریق آسمان منتقل می شوند. از سوی دیگر، امواج مایکروویو در خط دید منتشر می شوند.
• ماهیت امواج رادیویی همه جهته است. در مقابل، امواج مایکروویو ماهیت یک طرفه دارند.
• دامنه طول موج امواج رادیویی بیشتر از یک سانتی متر است. محدوده طول موج امواج مایکروویو بین 1 سانتی متر تا 1 میلی متر است.
• امواج رادیویی می توانند مسافت های طولانی را طی کنند. امواج مایکروویو می توانند مسافت های کوتاه تری را پوشش دهند.
• امواج رادیویی به طور گسترده در سیستم های سلولی، AM، FM استفاده می شود. در مقابل، مایکروویوها معمولاً در اجاق‌های مایکروویو، سیستم‌های رادار و ناوبری هوایی استفاده می‌شوند.

مایکروویوها در زمینه های مختلفی کاربرد دارند. در صنعت، مایکروویو برای خشک کردن و تصفیه تخته سه لا، تصفیه لاستیک و رزین، تهیه نان و دونات و پخت چیپس سیب زمینی استفاده می شود. مایکروویوها امواج پر انرژی هستند که به راحتی می توانند اجسام را گرم یا ذوب کنند. به همین دلیل یکی از کاربردهای اصلی مایکروویو گرمایش صنعتی است. از امواج مایکروویو در طیف سنجی چرخشی نیز استفاده می شود.

برخی از مهمترین کاربردهای مایکروویو در زیر ذکر شده است.

امواج مایکروویو حامل های اولیه برای انتقال داده ها با سرعت بالا بین ایستگاه های زمینی و همچنین بین ایستگاه های زمینی و ماهواره ها و کاوشگرهای فضایی هستند.

مایکروویو در تعدادی از تکنیک های ارتباطی مانند ارتباطات ماهواره ای، ارتباطات سلولی، ارتباط نقطه به نقطه، ارتباطات فضایی، ارتباطات بی سیم، ارتباطات نوری و غیره استفاده می شود. فرکانس بالا و توانایی انتشار با سرعت نور به امواج مایکروویو اجازه می دهد تا سیگنال ها را در فواصل طولانی با حداقل تلفات ارسال کنند.

رادار یا سیستم «تشخیص و ناوبری رادیویی» از امواج مایکروویو برای تعیین محل یک مانع استفاده می کند. امواج مایکروویو می توانند به راحتی در فضا و جو منتشر شوند. این ویژگی مایکروویوها امکان تعیین شکل و محل دقیق مانع را فراهم می کند. امواج مایکروویو ساطع شده از آنتن فرستنده به سمت هدف هدایت می شوند. هنگام برخورد با جسم مورد نظر، بخشی از انرژی منعکس شده و نتایج روی مانع حاصل می شود.

پرتوهای رادار از پالس های مایکروویو کوتاه تشکیل شده اند. می توان با اندازه گیری زمان رسیدن چنین پالسی به جسم مورد نظر و بازگشت به آنتن رادار پس از انعکاس از آن، فاصله هواپیما یا کشتی را تعیین کرد. علاوه بر این، با استفاده از تغییر در فرکانس پالس موج بازتابی ناشی از اثر داپلر، می توان سرعت اجسام (تغییر فرکانس و طول امواج صوتی ناشی از سرعت نسبی بین منبع را اندازه گیری کرد. و گیرنده اثر داپلر نامیده می شود).

رادار مایکروویو برای هدایت هواپیماها و کشتی ها و شناسایی رانندگان با سرعت بالا استفاده می شود. امواج مایکروویو می توانند به ابرهای دود نفوذ کنند، اما توسط قطرات آب پراکنده می شوند. بنابراین، از آنها برای ترسیم اختلالات جوی و در پیش بینی آب و هوا استفاده می شود.

رایج ترین استفاده مصرف کننده از انرژی مایکروویو در اجاق های مایکروویو است. مایکروویوها سه خاصیت دارند که به آنها اجازه می دهد در پخت و پز استفاده شوند: آنها توسط فلز منعکس می شوند، از شیشه، کاغذ، پلاستیک و مواد مشابه عبور می کنند و توسط غذا جذب می شوند.

امواج مایکروویو توسط آب و چربی موجود در مواد غذایی (مثلاً آب و چربی موجود در گوشت) جذب می شوند و از داخل گرما تولید می کنند. در بیشتر موارد، این به طور قابل توجهی زمان پخت را کاهش می دهد.